โรงเรียนกุมภวาปี ตั้งขึ้นเมื่อ 1 พฤศจิกายน 2491 โดยอนุมัติของกรมสามัญศึกษา เป็นโรงเรียนมัธยมแห่งที่ 3 ของจังหวัดอุดรธานี เปิดสอนในครั้งแรกในระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 จำนวน 1 ห้องเรียน โดยอาศัยห้องเรียนของโรงเรียนบ้านดงเมือง (ดงเมืองวิทยา) ต่อมาเดือน ตุลาคม 2492 จึงได้ย้ายห้องเรียนไปที่อาคารเรียนของโรงเรียนกุมภวาปี (บริเวณตรงข้ามตลาดเทศบาลกุมภวาปี) ผู้บริหารคนแรกคือ นายกมล จันทะชุม ดำรงตำแหน่งครูใหญ่

• ปีการศึกษา 2496 ได้รับอนุมัติให้เปิดสอนในระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย
• ปีการศึกษา 2504 เปิดสอนในระดับประโยคมัธยมศึกษาตอนต้น (ม.ศ.1- ม.ศ.3) ตามแผนการศึกษาแห่งชาติ พ.ศ. 2503
• ปีการศึกษา 2512 ได้รับการคัดเลือกจากกรมสามัญศึกษาเข้าร่วมโครงการ ศ.ม.ส.2 ทำให้โรงเรียนมีอาคารเกษตร อาคารคหกรรม และหอประชุม/โรงอาหารอย่างละ 1 หลัง
• ปีการศึกษา 2513 นายมั่น จงเรียน อาจารย์ใหญ่ในขณะนั้น ได้ดำเนินการจัดหาที่ดิน เพื่อเป็นสถานที่สร้างอาคารเรียนเนื่องจากมีการขยายอาคารเรียนเพิ่มมากขึ้นที่ดินเดิมมีพื้นที่ไม่เพียงพอ จึงได้ย้ายมาตั้งอยู่ ณ สถานที่ปัจจุบัน
• ปีการศึกษา 2520 ได้รับคัดเลือกจากหน่วยศึกษานิเทศก์กรมสามัญศึกษาเขตการศึกษา 9 ให้เป็นโรงเรียนโครงการทดลองการใช้หลักสูตรการศึกษาเพื่อการพัฒนาชนบทซึ่งได้รับการสนับสนุนจาก UNESCO
• ปีการศึกษา 2545 ได้รับการคัดเลือกจากกระทรวงศึกษาธิการ ให้เป็นโรงเรียนนำร่องการใช้หลักสูตรการศึกษาขั้นพื้นฐาน พุทธศักราช 2544
• ปีการศึกษา 2549 ได้รับการคัดเลือกจากสำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐานให้เป็นโรงเรียนที่ได้รับความนิยมสูงสุด (ยอดนิยม)
• ปีการศึกษา 2550 ได้รับการคัดเลือกจากสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษาอุดรธานี เขต 2 และสำนักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐานเป็นโรงเรียนประเภท เพื่อรองรับ การกระจายอำนาจเป็นโรงเรียนนิติบุคคล
• ปีการศึกษา 2555 นายพิทักษ์ สุวรรณชาติ ผู้อำนวยการโรงเรียนกุมภวาปี ได้พัฒนาปรับปรุง เปลี่ยนแปลงทุกด้านนำพาบุคลากรสู่เป้าหมายในการจัดการเรียนรู้อย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิผลมุ่งสู่ประชาคมอาเซียน
• ปีการศึกษา 2557 นายวีระชัย สดสุชาติ ผู้อำนวยการโรงเรียนกุมภวาปี เป็นผู้นำการเปลี่ยนแปลงทุกด้านสู่ประชาคมอาเซียน
• ปีการศึกษา 2561 นายอาวุธ เคนแนโคตร ผู้อำนวยการโรงเรียนกุมภวาปี (ย้ายมาดำรงตำแหน่งเมื่อวันที่ 24 พ.ค.2561)